立式儲罐變形評估的三維激光掃描實驗

丁芳芳 睢星飛 劉文才 王 磊 郝笑笑

(1.中國石油集團(tuán)安全環(huán)保技術(shù)研究院有限公司；2.中國石油青海油田公司)

0 引 言

隨著國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，儲罐成為保障我國油氣資源及化工物料儲備的重大基礎(chǔ)性關(guān)鍵裝備。儲罐在長期服役過程中，由于受到自身材料及外界環(huán)境等因素的影響，儲罐壁板可能會出現(xiàn)不同程度的變形，嚴(yán)重時可能會導(dǎo)致泄漏、卡盤等事故[1]，因此，需要定期對儲罐變形進(jìn)行檢測評估，確保儲罐安全運(yùn)行。通常采用全站儀獲取罐壁上的離散點(diǎn)坐標(biāo)，從而分析儲罐罐壁變形情況，該檢測方法工作量大、效率低、自動化程度低，不能全面反映罐體變形程度[2-3]。本文基于三維激光掃描技術(shù)對儲罐進(jìn)行變形檢測，能夠快速、準(zhǔn)確、全面獲取大量點(diǎn)云數(shù)據(jù)，能夠更精確的計算儲罐的變形量，判斷儲罐的變形位置，同時，點(diǎn)云圖可以直觀反映儲罐的變形分布情況，為儲罐變形的檢測和檢維修提供技術(shù)支撐。

1 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理

實驗?zāi)繕?biāo)物為某實驗基地的一座200 m3的露天實驗罐，該罐已經(jīng)完成清罐，并敞開放置3個月以上，本實驗選用Faro M70三維激光掃描儀獲取實驗現(xiàn)場的立式儲罐點(diǎn)云數(shù)據(jù)，F(xiàn)aro M70掃描儀分辨率高達(dá)1.65×108像素，彩色；同軸設(shè)計，無視差，縱向/橫向視野范圍300°/360°；最大垂直掃描速度97 Hz，光源為1級激光，波長1 550 nm。本次實驗采集儲罐內(nèi)壁點(diǎn)云數(shù)據(jù)，由于儲罐體積較小，只需要設(shè)置一站測量。將儀器架設(shè)在儲罐底板中央，如圖1所示。

圖1 儲罐內(nèi)掃儀器站點(diǎn)示意